專利名稱：瀝青旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于浙青力學(xué)性能測試領(lǐng)域，特別是涉及對浙青應(yīng)力松弛性能的測試。
背景技術(shù)：
浙青材料的應(yīng)力松弛是指在恒定溫度及恒定應(yīng)變條件下應(yīng)力隨時(shí)間逐漸減小的現(xiàn)象，其評價(jià)指標(biāo)可采用應(yīng)力松弛模量和應(yīng)力松弛時(shí)間，分別反映浙青材料的應(yīng)力松弛能力和應(yīng)力松弛速率。浙青材料的應(yīng)力松弛性能可用于評價(jià)浙青及浙青混凝土路面的低溫抗裂性能，應(yīng)力松弛模量越小或應(yīng)力松弛時(shí)間越短的浙青材料松弛性能越好，其低溫抗開裂能力越強(qiáng)。應(yīng)力松弛試驗(yàn)也是確定浙青材料粘彈性參數(shù)的基本試驗(yàn)方法之一?，F(xiàn)有的松弛試驗(yàn)機(jī)主要用于檢測預(yù)應(yīng)力鋼筋、鋼絲或鋼絞線在常溫下的軸向拉伸應(yīng)力松弛性能，主要面向金屬或特種非金屬材料。另外，一般松弛試驗(yàn)機(jī)均缺少溫控措施，不能直接用于浙青材料的剪切松弛性能試驗(yàn)。動(dòng)態(tài)剪切流變儀(DSR)是對浙青膠結(jié)料施加旋轉(zhuǎn)剪切作用測試其力學(xué)性能的試驗(yàn)設(shè)備，該儀器在給定溫度和加載頻率下測定浙青膠結(jié)料在線粘彈性范圍內(nèi)的復(fù)數(shù)剪切模量(G*)和相位角(δ )，用于 評價(jià)浙青膠結(jié)料的高溫抗永久變形能力及中溫抗疲勞破壞性能。動(dòng)態(tài)剪切流變儀(DSR)不能直接用于浙青旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn)，必須經(jīng)過改裝才可完成浙青旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn)。而浙青材料松弛試驗(yàn)，要求盡量縮短初始加載時(shí)間，啟動(dòng)力矩要求盡量大，而DSR的扭矩量程一般很小(不超過150Ν.mm)，其應(yīng)用受到較大限制。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中缺少浙青旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力松弛性能測試的專用試驗(yàn)設(shè)備，本發(fā)明提供一種可自動(dòng)完成旋轉(zhuǎn)剪切加載、持荷、卸載及控溫，且具有良好經(jīng)濟(jì)適用性的浙青旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置。浙青旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置由試驗(yàn)平臺(tái)、加載系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制加載系統(tǒng)對試驗(yàn)平臺(tái)上的浙青試件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)剪切加載、持荷、及卸載，并控制溫控系統(tǒng)對試驗(yàn)過程進(jìn)行控溫。試驗(yàn)平臺(tái)由基礎(chǔ)鋼板、軸承座、固定軸、旋轉(zhuǎn)軸、試驗(yàn)試件、扭矩傳感器及編碼器和拉線式位移傳感器及編碼器組成；三個(gè)軸承座并列地固定在試驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)鋼板上，其中一個(gè)軸承座用于支撐固定軸，另外兩個(gè)用于支撐旋轉(zhuǎn)軸；固定軸的一端與試驗(yàn)試件連接，另一端與扭矩傳感器及編碼器為可拆卸固定連接；扭矩傳感器及編碼器固定在試驗(yàn)平臺(tái)上；固定軸與旋轉(zhuǎn)軸位于同一水平直線上，旋轉(zhuǎn)軸可沿軸線方向活動(dòng)，便于將試驗(yàn)試件固定在旋轉(zhuǎn)軸和固定軸之間。試驗(yàn)試件由夾具、試模和浙青試件組成，用兩個(gè)柱形鋼制試模將浙青試件粘結(jié)在中間，再用兩個(gè)夾具將粘結(jié)浙青試件的試模夾在中間；相互連接的夾具、試模和浙青試件共同構(gòu)成試驗(yàn)試件；試驗(yàn)試件一端與固定軸為可拆卸固定連接，另一端與旋轉(zhuǎn)軸為可拆卸固定連接；夾具采用市場上通用的緊固件。
門式支架橫跨旋轉(zhuǎn)軸垂直地固定在試驗(yàn)平臺(tái)上，拉線式位移傳感器及編碼器固定于門式支架的上梁，位置處于使拉線式位移傳感器及編碼器拉線與地面垂直，并與旋轉(zhuǎn)軸截面邊緣相切；位移測量拉線一端與拉線式位移傳感器及編碼器拉線為可拆卸固定連接，另一端均勻、單層纏繞在旋轉(zhuǎn)軸上。平衡塊位于試驗(yàn)平臺(tái)下方；平衡塊拉線的一端與平衡塊為可拆卸固定連接，另一端從試驗(yàn)平臺(tái)的開孔中穿過試驗(yàn)平臺(tái)，再均勻、單層纏繞在旋轉(zhuǎn)軸上；位移測量拉線對旋轉(zhuǎn)軸所產(chǎn)生的力矩與平衡塊拉線作用于旋轉(zhuǎn)軸的力矩相平衡。位移測量拉線、平衡塊拉線垂直于地面；位移測量拉線、平衡塊拉線都與旋轉(zhuǎn)軸截面邊緣保持相切，且拉線的端頭均固定在旋轉(zhuǎn)軸上；位移測量拉線在旋轉(zhuǎn)軸位置截面的纏繞半徑為固定常數(shù)。加載系統(tǒng)由臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)、臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)夾具板、螺栓和加載拉線組成；將試驗(yàn)平臺(tái)用臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)夾具板和螺栓固定在臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)上，位置處于使固定于臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滑塊上的加載拉線垂直于旋轉(zhuǎn)軸水平地拉到試驗(yàn)平臺(tái)上，加載拉線與旋轉(zhuǎn)軸水平相切，且端點(diǎn)固定纏繞在支撐旋轉(zhuǎn)軸的兩個(gè)軸承座之間的旋轉(zhuǎn)軸上；加載拉線、位移測量拉線及平衡塊拉線均采用低松弛、高強(qiáng)度的柔軟細(xì)絲線制成，以減小拉線變形引起的測量誤差、拉線厚度引起的旋轉(zhuǎn)半徑測量誤差和旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算誤差。溫度控制系統(tǒng)由高低溫試驗(yàn)箱、浙青試件養(yǎng)護(hù)架、溫控箱、溫度傳感器、溫度編碼器、微型氣泵、溫控箱進(jìn)氣管及溫控箱出氣管組成，其中浙青試件養(yǎng)護(hù)架固定在高低溫試驗(yàn)箱中；溫控箱固定在試驗(yàn)平臺(tái)上；溫控箱為雙層透明的六面體空箱，上面板為可打開的活動(dòng)板，其余各面板均固定；溫控箱下面板放置在試驗(yàn)平臺(tái)上，前、后面板有預(yù)留孔使固定軸及旋轉(zhuǎn)軸分別穿過，左、右側(cè)面板上預(yù)留孔使溫度傳感器線纜、溫控箱進(jìn)氣管及溫控箱出氣管分別從外面穿進(jìn)溫控箱中；前、后面板轉(zhuǎn)軸通過的預(yù)留孔上安裝大小適合的軸承，軸承套與面板相接處密封處理，其余預(yù)留孔設(shè)置硅膠孔塞；浙青試件、試模、夾具及溫度傳感器的端頭完全位于溫控箱中；浙青試件、試模及夾具安裝時(shí)需要打開溫控箱上面板，安裝完畢后關(guān)閉溫控箱上面板；溫控箱進(jìn)氣管和溫控箱出氣管靠近溫控箱的一端通過預(yù)留孔穿過溫控箱側(cè)面板進(jìn)入溫控箱，另一端與高低溫試驗(yàn)箱相連接；分別在溫控箱進(jìn)氣管和溫控箱出氣管靠近試驗(yàn)平臺(tái)的一端設(shè)置微型氣泵，溫控箱進(jìn)氣管通過微型氣泵將滿足設(shè)定試驗(yàn)溫度要求的空氣從高低溫試驗(yàn)箱泵入溫控箱，溫控箱出氣管通過微型氣泵將溫控箱中的空氣泵回高低溫試驗(yàn)箱，通過設(shè)置不同數(shù)量、不同位置的進(jìn)氣管和出氣管，使溫控箱中形成循環(huán)流動(dòng)的空氣流；溫度編碼器、微型氣泵固定在試驗(yàn)平臺(tái)上。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)控制面板的通訊端口、扭矩傳感器及編碼器及拉線式位移傳感器及編碼器的實(shí)測數(shù)據(jù)信息，控制電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滑塊左右移動(dòng)，完成浙青試件旋轉(zhuǎn)剪切加載、靜態(tài)持荷、卸載及靜態(tài)停留過程，并自動(dòng)控制加載速度、卸載速度、加載時(shí)間、卸載時(shí)間、靜態(tài)持荷時(shí)間、靜態(tài)停留時(shí)間以及重復(fù)加載、卸載次數(shù)。本發(fā)明適用于測定普通浙青、SBS改性浙青、橡膠浙青及其他聚合物改性浙青等浙青膠結(jié)料在旋轉(zhuǎn)剪切作用下的松弛性能；當(dāng)重復(fù)次數(shù)設(shè)定為多次并設(shè)定卸載、持荷、卸載及停留時(shí)間等其余試驗(yàn)參數(shù)時(shí)，可完成重復(fù)應(yīng)力松弛試驗(yàn)。


圖1是本發(fā)明的平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的立面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，2.扭矩傳感器及編碼器，3.固定軸，4.溫度傳感器，
5.溫度編碼器，6.浙青試件，7.拉線式位移傳感器及編碼器，8.試驗(yàn)平臺(tái)，9.平衡塊，10.平衡塊拉線，11.旋轉(zhuǎn)軸，12.高低溫試驗(yàn)箱，13.浙青試件養(yǎng)護(hù)架，14.溫控箱進(jìn)氣管，15.溫控箱出氣管，16.軸承座，17.夾具，18.微型氣泵，19.試模，20.溫控箱，21.門式支架，22.加載拉線，23.臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)，24.臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滑塊，25.臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滑桿，26.臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滾珠絲杠，27.臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)控制面板，28.拉線式位移傳感器及編碼器拉線，29.位移測量拉線，30.臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)夾具板，31.螺栓。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。浙青旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置，由試驗(yàn)試件、試驗(yàn)平臺(tái)(8)、加載系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)組成。 試驗(yàn)試件由夾具(17 )、試模(19 )和浙青試件(6 )組成，用兩個(gè)柱形鋼制試模(19 )將浙青試件(6)粘結(jié)在中間，再用兩個(gè)夾具(17)將粘結(jié)浙青試件(6)的試模(19)夾在中間；相互連接的夾具(17)、試模(19)和浙青試件(6)共同構(gòu)成試驗(yàn)試件；夾具(17)采用市場上通用的緊固件；試驗(yàn)平臺(tái)(8 )由基礎(chǔ)鋼板、軸承座(16 )、固定軸(3 )、旋轉(zhuǎn)軸(11)、扭矩傳感器及編碼器(2)、拉線式位移傳感器及編碼器(7)和平衡塊(9)組成；三個(gè)軸承座(16)并列地固定在試驗(yàn)平臺(tái)(8)的基礎(chǔ)鋼板上，其中一個(gè)軸承座用于支撐固定軸(3)，另外兩個(gè)用于支撐旋轉(zhuǎn)軸(11);固定軸(3)的一端與試驗(yàn)試件連接，另一端與扭矩傳感器及編碼器(2)為可拆卸固定連接；扭矩傳感器及編碼器(2 )固定在試驗(yàn)平臺(tái)(8 )上；固定軸(3 )與旋轉(zhuǎn)軸(11)位于同一水平直線上，旋轉(zhuǎn)軸(11)可沿軸線方向活動(dòng)，便于將試驗(yàn)試件固定在旋轉(zhuǎn)軸(11)和固定軸(3)之間。試驗(yàn)平臺(tái)(8 )由基礎(chǔ)鋼板、軸承座(16 )、固定軸(3 )、旋轉(zhuǎn)軸(11)、和扭矩傳感器及編碼器(2)組成；三個(gè)軸承座(16)并列地固定在試驗(yàn)平臺(tái)(8)的基礎(chǔ)鋼板上，其中一個(gè)軸承座用于支撐固定軸(3)，另外兩個(gè)用于支撐旋轉(zhuǎn)軸(11);固定軸(3)的一端與試驗(yàn)試件連接，另一端與扭矩傳感器及編碼器(2)為可拆卸固定連接；扭矩傳感器及編碼器(2)固定在試驗(yàn)平臺(tái)(8)上；固定軸(3)與旋轉(zhuǎn)軸(11)位于同一水平直線上，旋轉(zhuǎn)軸(11)可沿軸線方向活動(dòng)，便于將試驗(yàn)試件固定在旋轉(zhuǎn)軸(11)和固定軸(3)之間；試驗(yàn)試件一端與固定軸為可拆卸固定連接，另一端與旋轉(zhuǎn)軸為可拆卸固定連接。門式支架(21)橫跨旋轉(zhuǎn)軸(11)垂直地固定在試驗(yàn)平臺(tái)(8)上，拉線式位移傳感器及編碼器(7)固定于門式支架(21)的上梁，位置處于使拉線式位移傳感器及編碼器拉線
(28)與地面垂直，并與旋轉(zhuǎn)軸(11)截面邊緣相切；位移測量拉線(29)—端與拉線式位移傳感器及編碼器拉線(28 )為可拆卸固定連接，另一端均勻、單層纏繞在旋轉(zhuǎn)軸(11)上。平衡塊(9)位于試驗(yàn)平臺(tái)(8)下方；平衡塊拉線(10)的一端與平衡塊(9)為可拆卸固定連接，另一端從試驗(yàn)平臺(tái)(8)的開孔中穿過試驗(yàn)平臺(tái)(8)，再均勻、單層纏繞在旋轉(zhuǎn)軸(11)上；位移測量拉線(29)、平衡塊拉線(10)垂直于地面；位移測量拉線(29)、平衡塊拉線(10)都與旋轉(zhuǎn)軸(11)截面邊緣保持相切，且拉線的端頭均固定在旋轉(zhuǎn)軸(11)上；位移測量拉線(29 )在旋轉(zhuǎn)軸(11)位置截面的纏繞半徑為固定常數(shù)；位移測量拉線(29 )對旋轉(zhuǎn)軸(11)所產(chǎn)生的力矩與平衡塊拉線(10)作用于旋轉(zhuǎn)軸(11)的力矩相平衡。加載系統(tǒng)由臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)(23 )、臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)夾具板(3O )、螺栓
(31)和加載拉線(22)組成；將試驗(yàn)平臺(tái)(8)用臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)夾具板(30)和螺栓(31)固定在臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)(23)上，位置處于使固定于臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滑塊(24)上的加載拉線(22)垂直于旋轉(zhuǎn)軸(11)水平地拉到試驗(yàn)平臺(tái)(8)上，加載拉線(22)與旋轉(zhuǎn)軸
(11)水平相切，且端點(diǎn)固定纏繞在支撐旋轉(zhuǎn)軸(11)的兩個(gè)軸承座之間的旋轉(zhuǎn)軸(11)上；力口載拉線(22)、位移測量拉線(29)及平衡塊拉線(10)均采用低松弛、高強(qiáng)度的柔軟細(xì)絲線制成，以減小拉線變形引起的測量誤差、拉線厚度引起的旋轉(zhuǎn)半徑測量誤差和旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算誤差。溫度控制系統(tǒng)由高低溫試驗(yàn)箱(12)、浙青試件養(yǎng)護(hù)架(13)、溫控箱(20)、溫度傳感器(4)、溫度編碼器(5)、微型氣泵(18)、溫控箱進(jìn)氣管(14)和溫控箱出氣管(15)組成，其中浙青試件養(yǎng)護(hù)架(13)固定在高低溫試驗(yàn)箱中；溫控箱(20)固定在試驗(yàn)平臺(tái)(8)上；溫控箱(20)為雙層透明的六面體空箱，上面板為可打開的活動(dòng)板，其余各面板均固定；溫控箱(20)下面板放置在試驗(yàn)平臺(tái)(8)上，前、后面板有預(yù)留孔使固定軸(3)及旋轉(zhuǎn)軸(11)分別穿過，左、右側(cè)面板上預(yù)留孔使溫度傳感器(4)線纜、溫控箱進(jìn)氣管(14)及溫控箱出氣管
(15)分別從外面穿進(jìn)溫控箱(20)中；前、后面板轉(zhuǎn)軸通過的預(yù)留孔上安裝大小適合的軸承，軸承套與面板相接處密封處理，其余預(yù)留孔設(shè)置硅膠孔塞；浙青試件(6)、試模(19)、夾具(17)及溫度傳感器(4)的端頭完全位于溫控箱(20)中；浙青試件(6)、試模(19)及夾具(17 )安裝時(shí)需要打開溫控箱(20 )上面板，安裝完畢后關(guān)閉溫控箱(20 )上面板；溫控箱進(jìn)氣管(14)、溫控箱出氣管(15)的一端通過預(yù)留孔穿過溫控箱(20)側(cè)面板進(jìn)入溫控箱(20)，另一端與高低溫試驗(yàn)箱相連接；溫控箱進(jìn)氣管(14)、溫控箱出氣管(15)在靠近試驗(yàn)平臺(tái)(8)的一端設(shè)置微型氣泵(18)，溫控箱進(jìn)氣管(14)通過微型氣泵(18)將滿足設(shè)定試驗(yàn)溫度要求的空氣從高低溫試驗(yàn)箱泵入溫控箱(20)，溫控箱出氣管(15)通過微型氣泵(18)將溫控箱(20)中的空氣泵回高低溫試驗(yàn)箱，通過設(shè)置不同數(shù)量、不同位置的進(jìn)氣管和出氣管，使溫控箱(20)中形成循環(huán)流動(dòng)的空氣流；溫度編碼器(5)、微型氣泵(18)固定在試驗(yàn)平臺(tái)(8)上。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)通過臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)控制面板(27)的通訊端口、扭矩傳感器及編碼器(2)及拉線式位移傳感器及編碼器(7)的實(shí)測數(shù)據(jù)信息，控制電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滑塊(24)左右移動(dòng)，完成浙青試件(6)旋轉(zhuǎn)剪切加載、靜態(tài)持荷、卸載及靜態(tài)停留過程，并自動(dòng)控制加載速度、卸載速度、加載時(shí)間、卸載時(shí)間、靜態(tài)持荷時(shí)間、靜態(tài)停留時(shí)間以及重復(fù)加載、卸載次數(shù)。具體方式如下:臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)(23)通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)設(shè)定的參數(shù)控制臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滾珠絲杠(26)按一定速度及時(shí)間正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度并靜態(tài)持荷給定的時(shí)間，從而驅(qū)動(dòng)臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滑塊(24)按一定速度及時(shí)間向左或向右移動(dòng)一定的距離并靜態(tài)持荷給定的時(shí)間。
在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)控制下，當(dāng)臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滾珠絲杠(26)正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滑塊(24)向右側(cè)移動(dòng)，加載拉線(22)被拉緊并向右側(cè)移動(dòng)，同時(shí)對旋轉(zhuǎn)軸(11)施加切向拉力，由于軸承座(16)的約束作用，旋轉(zhuǎn)軸(11)主要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)角位移，浙青試件(6)因旋轉(zhuǎn)軸(11)的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生剪切應(yīng)變及剪切應(yīng)力。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)根據(jù)接收的拉線式位移傳感器及編碼器(7)位移信息數(shù)據(jù)，計(jì)算獲得旋轉(zhuǎn)軸(11)的實(shí)時(shí)角位移，再根據(jù)浙青試件(6)尺寸參數(shù)，計(jì)算得到浙青試件(6)當(dāng)前的理論剪切應(yīng)變。當(dāng)浙青試件(6)的旋轉(zhuǎn)角位移或理論剪切應(yīng)變達(dá)到試驗(yàn)設(shè)定值時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)控制臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滾珠絲杠(26)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，因絲杠螺紋具備的自動(dòng)鎖定功能而使臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滑塊(24)在持荷狀態(tài)下仍保持位置固定不動(dòng)；加載拉線(22)及旋轉(zhuǎn)軸(11)也隨即停止移動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng),浙青試件(6)產(chǎn)生恒定的剪切應(yīng)變，加載過程完成，加載系統(tǒng)及浙青試件
(6)處于靜態(tài)持荷狀態(tài)。由于浙青材料的松弛特性，在非零剪切應(yīng)力及恒定的非零剪切應(yīng)變狀態(tài)下，浙青試件(6)的應(yīng)力將逐漸降低。當(dāng)靜態(tài)持荷時(shí)間達(dá)到試驗(yàn)設(shè)定值后，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)控制臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滾珠絲杠(26)反轉(zhuǎn)，臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滑塊(24)向左側(cè)移動(dòng)，加載拉線(22 )放松且拉力降低為零，旋轉(zhuǎn)軸(11)承受扭矩為零，浙青試件(6 )承受的理論剪切應(yīng)力也逐漸減小至零(剪切應(yīng)變不能回復(fù)至零)，卸載完成，應(yīng)力松弛試驗(yàn)結(jié)束。如果需要進(jìn)行重復(fù)應(yīng)力松弛試驗(yàn)，則在靜態(tài)停留給定時(shí)間后，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)控制臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滑塊(24)按設(shè)定參數(shù)繼續(xù)左、右往復(fù)運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)對浙青試件(6)的重復(fù)旋轉(zhuǎn)剪切加載、持荷及卸載(重復(fù)應(yīng)力松弛)。本發(fā)明適用于測定普通浙青、SBS改性浙青、橡膠浙青及其他聚合物改性浙青等浙青膠結(jié)料在旋轉(zhuǎn)剪切作用下的松弛性能；當(dāng)重復(fù)次數(shù)設(shè)定為多次并設(shè)定加載、持荷、卸載及停留時(shí)間等其余試驗(yàn)參數(shù)時(shí)，可完成重復(fù)應(yīng)力松弛試驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.浙青旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置，由試驗(yàn)試件、試驗(yàn)平臺(tái)(8)、加載系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)組成； 試驗(yàn)試件由夾具(17)、試模(19)和浙青試件(6)組成，用兩個(gè)柱形鋼制試模(19)將浙青試件(6)粘結(jié)在中間，再用兩個(gè)夾具(17)將粘結(jié)浙青試件(6)的試模(19)夾在中間；相互連接的夾具(17)、試模(19)和浙青試件(6)共同構(gòu)成試驗(yàn)試件；夾具(17)采用市場上通用的緊固件； 試驗(yàn)平臺(tái)(8)由基礎(chǔ)鋼板、軸承座(16)、固定軸(3)、旋轉(zhuǎn)軸(11)和扭矩傳感器及編碼器(2)組成；三個(gè)軸承座(16)并列地固定在試驗(yàn)平臺(tái)(8)的基礎(chǔ)鋼板上，其中一個(gè)軸承座用于支撐固定軸(3)，另外兩個(gè)用于支撐旋轉(zhuǎn)軸(11);固定軸(3)的一端與試驗(yàn)試件連接，另一端與扭矩傳感器及編碼器(2)為可拆卸固定連接；扭矩傳感器及編碼器(2)固定在試驗(yàn)平臺(tái)(8)上；固定軸(3)與旋轉(zhuǎn)軸(11)位于同一水平直線上，旋轉(zhuǎn)軸(11)可沿軸線方向活動(dòng)，便于將試驗(yàn)試件固定在旋轉(zhuǎn)軸(11)和固定軸(3)之間；試驗(yàn)試件一端與固定軸為可拆卸固定連接，另一端與旋轉(zhuǎn)軸為可拆卸固定連接； 溫控箱(20)將包括夾具在內(nèi)的試驗(yàn)試件囊括在其中，并安置在試驗(yàn)平臺(tái)(8)上；溫控箱進(jìn)氣管(14)和溫控箱出氣管(15)分別連接到高低溫試驗(yàn)箱(12)中；在溫控箱進(jìn)氣管(14)和溫控箱出氣管(15)上安裝有微型氣泵(18)，溫控系統(tǒng)通過高低溫試驗(yàn)箱(12)控制溫控箱(20)的溫度；溫度傳感器(4)和溫度編碼器(5)放置于溫控箱(20)中，并通過導(dǎo)線穿出控溫箱(20)連接到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)； 其特征在于:將試驗(yàn)平臺(tái)(8)用臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)夾具板(30)和螺栓(31)固定在臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)(23)上，位置處于使固定于電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滑塊(24)上的加載拉線(22)垂直于旋轉(zhuǎn)軸(11)水平地拉到試驗(yàn)平臺(tái)(8)上，加載拉線(22)與旋轉(zhuǎn)軸(11)水平相切，且端點(diǎn)固定纏繞在支撐旋轉(zhuǎn)軸(11)的兩個(gè)軸承座之間的旋轉(zhuǎn)軸(11)上；門式支架(21)橫跨旋轉(zhuǎn)軸垂直地固定在試驗(yàn)平臺(tái)上，拉線式位移傳感器及編碼器(7)固定于門式支架(21)的上梁，位置處于使拉線式位移傳感器及編碼器拉線(28)與地面垂直，并與旋轉(zhuǎn)軸(11)截面邊緣相切；位移測量拉線(29) —端與拉線式位移傳感器及編碼器拉線(28)為可拆卸固定連接，另一端均勻、單層纏繞在旋轉(zhuǎn)軸(11)上；平衡塊(9)位于試驗(yàn)平臺(tái)(8)下方；平衡塊拉線(10)的一端與平衡塊(9)為可拆卸固定連接，另一端從試驗(yàn)平臺(tái)(8)的開孔中穿過試驗(yàn)平臺(tái)(8)，再均勻、單層纏繞在旋轉(zhuǎn)軸(11)上；位移測量拉線(29)對旋轉(zhuǎn)軸(11)所產(chǎn)生的力矩與平衡塊拉線(10)作用于旋轉(zhuǎn)軸(11)的力矩相平衡；位移測量拉線(29)、平衡塊拉線(10)垂直于地面；位移測量拉線(29)、平衡塊拉線(10)及加載拉線(22)都與旋轉(zhuǎn)軸(11)截面邊緣保持相切，且拉線的端頭均固定在旋轉(zhuǎn)軸(11)上；位移測量拉線(29)在旋轉(zhuǎn)軸(11)位置截面的纏繞半徑為固定常數(shù)；加載拉線(22)、位移測量拉線(29)及平衡塊拉線(10)均采用低松弛、高強(qiáng)度的柔軟細(xì)絲線制成，以減小拉線變形引起的測量誤差、拉線厚度引起的旋轉(zhuǎn)半徑測量誤差和旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算誤差； 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)接收來自扭矩傳感器及編碼器(2)及拉線式位移傳感器及編碼器 (7)的實(shí)測數(shù)據(jù)信息，通過臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)控制面板(27)的通訊端口控制臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滾珠絲杠(26)旋轉(zhuǎn)，臥式電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滾珠絲杠(26)帶動(dòng)電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滑塊(24 )直線運(yùn)動(dòng)，加載拉線(22 )隨著電動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)滑塊(24 )移動(dòng)對旋轉(zhuǎn)軸(11)施加切向拉力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浙青旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置，其特征在于，可以采用任何形狀的支架體將拉線式位移傳感器及編碼器拉線(28 )固定于旋轉(zhuǎn)軸的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浙青旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置，其特征在于，加載拉線(22)可纏繞在旋轉(zhuǎn)軸(11) 上的任何部位。
全文摘要
瀝青旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置，屬于瀝青力學(xué)性能測試領(lǐng)域，由試驗(yàn)平臺(tái)、加載系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制加載系統(tǒng)對試驗(yàn)平臺(tái)上的瀝青試件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)加載、在恒定的剪切應(yīng)變狀態(tài)下持荷、自動(dòng)卸載，并控制溫控系統(tǒng)對試驗(yàn)過程進(jìn)行控溫。本發(fā)明適用于測定普通瀝青、SBS改性瀝青、橡膠瀝青及其他聚合物改性瀝青等瀝青膠結(jié)料在旋轉(zhuǎn)剪切作用下的松弛性能；當(dāng)重復(fù)次數(shù)設(shè)定為多次并設(shè)定加載、持荷、卸載及停留時(shí)間等其余試驗(yàn)參數(shù)時(shí)，可完成重復(fù)應(yīng)力松弛試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01N3/24GK103217343SQ20131007373
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者李玉華, 周長紅, 李陸平, 楊文哲, 陳靜云, 趙勇 申請人:大連理工大學(xué)